2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章圓周運(yùn)動1勻速圓周運(yùn)動練習(xí)含解析粵教版必修2

PAGE7-勻速圓周運(yùn)動(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系,下列說法中正確的是 ()A.線速度大的角速度肯定大B.線速度大的周期肯定小C.角速度大的半徑肯定小D.角速度大的周期肯定小【解析】選D。由v=ωr知,r肯定時(shí),v與ω成正比;v肯定時(shí),ω與r成反比,故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;由v=知,r肯定時(shí),v越大,T越小,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由ω=可知,ω越大,T越小,故D項(xiàng)正確。2.一個(gè)電子鐘的秒針角速度為 ()A.πrad/sB.2πrad/sC.rad/s D.rad/s【解析】選C。秒針的周期T=60s,轉(zhuǎn)過的角度為2π,則角速度ω==rad/s=rad/s,故A、B、D錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。3.汽車在馬路上行駛一般不打滑,輪子轉(zhuǎn)一周,汽車向前行駛的距離等于車輪的周長。某國產(chǎn)轎車的車輪半徑約為30cm,當(dāng)該型號轎車在高速馬路上行駛時(shí),駕駛員面前的速率計(jì)的指針指在“120km/h”上,可估算出該車車輪的轉(zhuǎn)速為()A.1000r/s B.1000r/minC.1000r/h D.2000r/s【解析】選B。由v=rω,ω=2πn得n==r/s≈17.7r/s≈1000r/min,故B項(xiàng)正確。4.兩個(gè)小球固定在一根長為1m的桿的兩端,桿繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),如圖所示,當(dāng)小球A的速度為3m/s時(shí),小球B的速度為12m/s。則小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離是()A.0.2m C.0.6m D.0.8m【解析】選D。設(shè)小球A、B做圓周運(yùn)動的半徑分別為r1、r2,則v1∶v2=ωr1∶ωr2=r1∶r2=1∶4,又因r1+r2=1m,所以小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離r2=0.8m,D正確。5.某品牌電動自行車的銘牌信息如表所示:車型:20寸(車輪直徑:508mm)電池規(guī)格:36V,12A·h(蓄電量)整車質(zhì)量:40kg額定轉(zhuǎn)速:210r/min外形尺寸:L1800mm×W650mm×H1100mm充電時(shí)間:2～8h電機(jī):后輪驅(qū)動、直流永磁式電機(jī)額定工作電壓/電流:36V/5A依據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù),可知該車的額定時(shí)速約為 ()A.15km/h B.18km/hC.20km/h D.25km/h【解析】選C。由v==2πrn得v=2×π××10-3×m/s=5.586m/s=20km/h。6.如圖是自行車傳動裝置的示意圖,其中Ⅰ是半徑為R1的大鏈輪,Ⅱ是半徑為R2的小飛輪,Ⅲ是半徑為R3的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n(單位:r/s),則自行車后輪邊緣的線速度為 ()A. B.C. D.【解析】選D。轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),所以ω=2πn,因?yàn)橐獪y量自行車車輪Ⅲ邊緣上的線速度的大小,依據(jù)題意知:輪Ⅰ和輪Ⅱ邊緣上的線速度大小相等,據(jù)v=rω可知:R1ω1=R2ω2,已知ω1=2πn,則輪Ⅱ的角速度ω2=ω1=。因?yàn)檩啟蚝洼啟蠊草S,所以轉(zhuǎn)動的ω相等即ω3=ω2,依據(jù)v=rω可知,v3=R3ω3=,故D項(xiàng)正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動,相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為 ()A. B.C. D.【解析】選A。甲、乙、丙三輪邊緣的線速度相等,對甲、丙分析,即ω1r1=ω3r3,故丙輪的角速度ω3=ω1,故A項(xiàng)正確。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)某轉(zhuǎn)盤每分鐘轉(zhuǎn)45圈,在轉(zhuǎn)盤離轉(zhuǎn)軸0.1m處有一個(gè)小螺帽,求:(1)小螺帽做勻速圓周運(yùn)動的周期、角速度。(2)小螺帽做勻速圓周運(yùn)動的線速度?！窘馕觥?1)由周期和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可求周期T==s=s,角速度ω===rad/s。(2)線速度v=ωr=m/s。答案:(1)srad/s(2)m/s8.(12分)如圖所示,直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(圖示為截面)。從槍口放射的子彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí),在圓周上留下a、b兩個(gè)彈孔,已知aO與bO之間夾角為θ,求子彈的速度(忽視子彈在空中的下墜)?！窘馕觥孔訌椛涑龊笱刂本€運(yùn)動,從a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出,設(shè)子彈速度為v0,則子彈穿過圓筒的時(shí)間t=此時(shí)間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的角度α=π-θ+2kπ(k=0、1、2…)據(jù)α=ωt得,π-θ+2kπ=則子彈速度v0=(k=0、1、2…)。答案:(k=0、1、2…)(15分鐘·40分)9.(6分)(多選)假設(shè)“神舟十一號”實(shí)施變軌后做勻速圓周運(yùn)動,共運(yùn)行了n周,起始時(shí)刻為t1,結(jié)束時(shí)刻為t2,運(yùn)行速度為v,半徑為r。則計(jì)算其運(yùn)行周期可用()A.T= B.T=C.T= D.T=【解析】選A、C。由題意可知“神舟十號”做勻速圓周運(yùn)動n周所需時(shí)間Δt=t2-t1,故其周期T==,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由周期公式有T=,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(6分)半徑為R的大圓盤以角速度ω旋轉(zhuǎn),如圖所示。有人站在盤邊P點(diǎn)上隨盤轉(zhuǎn)動,他想用槍擊中在圓盤中心的目標(biāo)O。若子彈的速度為v0,則 ()A.槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)O射去B.槍應(yīng)向PO的右方偏過θ角射去,且cosθ=C.槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去,且tanθ=D.槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去,且sinθ=【解析】選D。要擊中圓盤中心目標(biāo)O,則子彈的合速度沿半徑方向指向O,如圖所示:因?yàn)樽訌楇x開槍口時(shí)有與槍相同的線速度v=ωR,所以槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去,且sinθ=,故D項(xiàng)正確,A、B、C錯(cuò)誤。11.(6分)風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸,被探測器接收,當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí),通過齒輪帶動凸輪圓回旋轉(zhuǎn),當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時(shí)間被攔住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r,每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈。若某Δt時(shí)間內(nèi)探測器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間改變關(guān)系如圖(b)所示,則該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片 ()A.轉(zhuǎn)速漸漸減小,平均速率為B.轉(zhuǎn)速漸漸減小,平均速率為C.轉(zhuǎn)速漸漸增大,平均速率為D.轉(zhuǎn)速漸漸增大,平均速率為【解析】選B。依據(jù)圖(b)可知,在Δt時(shí)間內(nèi),通過的光照的時(shí)間越來越長,則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動得越來越慢,即轉(zhuǎn)速漸漸減小,在Δt時(shí)間內(nèi)擋了4次光,則凸輪圓盤平均轉(zhuǎn)一圈的周期T1=。依據(jù)風(fēng)輪葉片每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈可知:風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的周期T=,則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的平均速率v==,故B項(xiàng)正確,A、C、D錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】如圖所示,電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn),閃光燈每秒閃30次,風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個(gè)扇葉,它們互成120°角,當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時(shí),視察者感覺扇葉不動,則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不行能是 ()A.600r/min B.900r/minC.1200r/min D.3000r/min【解析】選B。因?yàn)殡娚热~片有三個(gè),相互夾角為120°,現(xiàn)在視察者感覺扇葉不動,說明在閃光時(shí)間里,扇葉轉(zhuǎn)過三分之一、或三分之二,或一周…即轉(zhuǎn)過的角度θ=πn,n=1,2,3…,由于光源每秒閃光30次,所以電扇每秒轉(zhuǎn)過的角度為ω=20πn,轉(zhuǎn)速為10nr/s=600nr/min,所以n=1時(shí),轉(zhuǎn)速為600r/min,n=2時(shí),轉(zhuǎn)速為1200r/min,n=5時(shí),轉(zhuǎn)速為3000r/min,故A、C、D項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。12.(22分)(2024·肇慶高一檢測)收割機(jī)撥禾輪上面通常裝4個(gè)到6個(gè)壓板,如圖所示,撥禾輪一邊旋轉(zhuǎn),一邊隨收割機(jī)前進(jìn),壓板轉(zhuǎn)到下方才發(fā)揮作用,一方面把農(nóng)作物壓向切斷器,另一方面把切下來的農(nóng)作物鋪放在收割臺上,因此要求壓板運(yùn)動到下方時(shí)相對于農(nóng)作物的速率與收割機(jī)前進(jìn)方向相反。已知收割機(jī)前進(jìn)速率為1.2m/s,撥禾輪直徑為1.5m,轉(zhuǎn)速為22r/min,則壓板運(yùn)動到最低點(diǎn)擠壓農(nóng)作物的